功能。對(duì)于大功率器件，由于其漏極電流較大，還應(yīng)考慮偏置線承受電流能力，以保證可靠性。
[0025]本實(shí)施例中所述GaN HEMT功率器件，通過(guò)退火形成的源極和漏極歐姆接觸透過(guò)勢(shì)皇層與下方的二維電子氣相接觸，通過(guò)施加源漏電壓VDS，二維電子氣沿著溝道輸運(yùn)，形成源漏電流IDS。肖特基接觸形成的柵通過(guò)控制柵下方勢(shì)皇層的厚度，耗盡二維電子氣，形成柵對(duì)溝道的控制能力。當(dāng)柵極加反向電壓時(shí)，柵壓越大，耗盡層越寬，則中性溝道就越窄，溝道電導(dǎo)變小。在源漏電壓一定的情況下，溝通電流變小，即通過(guò)柵極電壓調(diào)控漏極電流的大小。
[0026]本發(fā)明所述直流偏置電路原理如下:
[0027]柵極電壓Vgs通過(guò)偏置電路進(jìn)入GaN HEMT功率器件柵極，偏置電路不參與匹配。為了防止主路微波信號(hào)通過(guò)偏置電路泄露，采用長(zhǎng)度為1/4 λ的高阻線及扇形微帶線作為扼流濾波電路Κ1，由于柵極電流很小，所以1/4λ的高阻線可以盡量細(xì)些，取較高的特征阻抗以提高對(duì)主路微波信號(hào)泄露的抑制能力；所述扼流濾波電路Κ1采用1/4 λ高阻抗線來(lái)代替電感，用扇形電容來(lái)代替集總電感元件接地，使其對(duì)射頻信號(hào)的奇次諧波為開路，而對(duì)于偶次諧波為短路，阻止X波段內(nèi)射頻信號(hào)通過(guò)偏置網(wǎng)絡(luò)泄露，同時(shí)將偶次諧波濾除并保留所有的奇次諧波，提高放大器模塊的線性度和輸出功率；所述微帶線扇形電容與普通的矩形結(jié)構(gòu)相比較，其對(duì)地能夠呈現(xiàn)出很好的低阻抗特性，可以增加濾波帶寬，減少高頻的耗損，提高射頻功率；連接微波主路和高阻線的是柵極電阻R1，起防止自激振蕩作用；C1為隔直電容，作用是將加給功率管的電源與功放的輸入端口隔開，以免電源短路，具有低損耗和高功率容量的特點(diǎn)；C3為去耦電容，可濾除電源產(chǎn)生的噪聲，防止其對(duì)電路產(chǎn)生干擾，圖2為柵極電路原理圖及測(cè)試結(jié)果。
[0028]漏極電壓Vds通過(guò)偏置電路進(jìn)入GaN HEMT功率器件漏極，偏置電路不參與匹配。為防止主路微波信號(hào)通過(guò)偏置電路泄露，采用長(zhǎng)度為1/4 λ的高阻線作為射頻扼流圈和長(zhǎng)度為1/4λ的扇形微帶線作為高頻旁路。由于漏極電流較大，所以1/4 λ的高阻線設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分考慮高阻抗線的熱阻及功率承載能力，同時(shí)對(duì)其截止頻率進(jìn)行計(jì)算，滿足放大器的工作頻帶小于微帶線的截止頻率以防止產(chǎn)生高次模。由R2和C4組成的有耗去耦電路能改善放大器的穩(wěn)定性。C2為隔直電容，作用是將加給功率管的電源與功放的輸出端口隔開，以免電源短路，具有低損耗和高功率容量的特點(diǎn)，圖3為漏極電路原理圖及測(cè)試結(jié)果。
[0029]此外，圖4展示了本發(fā)明所提供的直流偏置電路的實(shí)施例的電路。需要指出的是，微波信號(hào)的輸入輸出端采用SMA連接器進(jìn)行連接，柵極、漏極電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)電解電容濾波后，由穿芯電容輸入到偏置電路。
[0030]選用合適介電常數(shù)及厚度的微波介質(zhì)板，分別計(jì)算及設(shè)置50 Ω微帶線、柵極1/4波長(zhǎng)線、漏極1/4波長(zhǎng)線線寬及阻抗；在柵極直流饋電點(diǎn)與1/4波長(zhǎng)線之間串聯(lián)電阻提高柵極穩(wěn)定；在漏極電路中米用RC網(wǎng)絡(luò)提尚漏極穩(wěn)定。
[0031]本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種X波段GaN HEMT功率器件直流偏置電路，其特征在于，該電路包括柵極偏置電路和漏極偏置電路，其中: 所述柵極偏置電路用于對(duì)X波段GaN HEMT功率器件提供柵極電壓，包括電容C1、C3，電阻R1及扼流濾波電路K1，其柵極電壓Vgs與電阻R1的1腳及電容C3的1腳相連，電容C3的2腳與機(jī)殼地相連，電阻R1的2腳與扼流濾波電路K1扇形電容相連，扼流濾波電路K1的1/4 λ線與電容C1的1腳和X波段GaN HEMT功率器件輸入端相連，電容C1的2腳與微波輸入信號(hào)端相連； 所述漏極偏置電路用于對(duì)X波段GaN HEMT功率器件提供漏極電壓，包括電容C2、C4，電阻R2及扼流濾波電路K2，其漏極電壓Vds與電阻R2的1腳及扼流濾波電路K2扇形電容相連，電阻R2的2腳與電容C4的1腳相連，電容C4的2腳與機(jī)殼地相連，扼流濾波電路K2的1/4 λ線與電容C2的1腳和X波段GaN HEMT功率器件輸出端相連，電容C2的2腳與微波輸出信號(hào)端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種X波段GaNHEMT功率器件直流偏置電路，其特征在于，所述扼流濾波電路K1和扼流濾波電路K2均由半徑等于1/4 λ的扇形和長(zhǎng)度等于1/4 λ的微帶線組成。3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種X波段GaNHEMT功率器件直流偏置電路，其特征在于，所述電容C1和電容C2均為隔直電容，用于將加給功率管的電源與功放的輸入端口隔開。4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種X波段GaNHEMT功率器件直流偏置電路，其特征在于，所述電容C3和電容C4均為去耦電容，用于濾除電源產(chǎn)生的噪聲。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種X波段GaN？HEMT功率器件直流偏置電路，該電路包括柵極偏置電路和漏極偏置電路，其中：所述柵極偏置電路包括電容C1、C3，電阻R1及扼流濾波電路K1，用于對(duì)X波段GaN？HEMT功率器件提供合適的柵極電壓；所述漏極偏置電路包括電容C2、C4，電阻R2及扼流濾波電路K2，用于對(duì)X波段GaN？HEMT功率器件提供合適的漏極電壓。本發(fā)明有效解決了X波段GaN？HEMT功率器件在測(cè)試、使用時(shí)的直流偏置問(wèn)題，特別是解決傳統(tǒng)直流偏置電路無(wú)法獲得較寬的工作帶寬及較好微波扼流性能的問(wèn)題。
【IPC分類】H03F1/42, H03F3/20
【公開號(hào)】CN105262449
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510695689
【發(fā)明人】黃碩, 董碩, 趙濤, 姚崇斌, 呂利清, 洪晨暉, 劉鵬飛
【申請(qǐng)人】上海航天測(cè)控通信研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月23日